リチウム硫黄電池キャソードにおけるコヴァレンントポリ硫化物アンカリングのダイナミック・プラットフォームとしての多孔性ディチーン結合コヴァレンント有機フレームワーク
Sattwick Haldar1, Mingchao Wang2, Preeti Bhauriyal3
1Chair of Inorganic Chemistry I, Technische Universität Dresden, Dresden 01069, Germany.
Journal of the American Chemical Society
|May 11, 2022
まとめ
研究者らは,新しい硫黄結合を用いた,多孔性共性有機フレームワーク (COF) を開発した. このチアントレンベースのCOFは,リチウム硫黄 (Li-S) バッテリー用のカトド材料を改良し,ポリスルフィードシャトルを最小限に抑え,サイクル安定性を高める.
科学分野:
- 材料科学
- 化学について
- 電気化学
背景:
- 協和有機フレームワーク (COF) は,調節性特性を有する結晶性多孔ポリマーである.
- リチウム硫黄 (Li-S) バッテリーは理論的には高いエネルギー密度を持っていますが,ポリスルファイドシャトルに苦しんでいます.
- オーガノ硫黄は先進的なバッテリー材料として研究されている.
研究 の 目的:
- シアントレン基の二次元共性有機フレームワーク (COF) を合成する.
- 新しいCOFの電子的および構造的性質を調査する.
- リチウム硫黄 (Li-S) バッテリーのための分子設計のカトド材料を開発する.
主な方法:
- ダイナミック・ヌクレオフィール・アロマティック・スプチテーションによる多孔性COFの新合成
- 実験的および理論的方法を用いて構造的および電子的特徴づけ.
- 聚硫化物の共性結合のための合成後の硫化.
- Li-S電池のコインセルの製造とテスト
主要な成果:
- 波状の層を持つ新しいチアントレンベースのCOFが成功裏に合成されました.
- COFは,硫黄の単対電子の部分的な移転を示し,帯のギャップを小さくし,酸化還元活性を増強します.
- 合成後のCOFは,ポリスルフィードシャトルを最小限に抑え,Li-S電池の優れたサイクル安定性 (500サイクル後に77%の容量保持) を示した.
結論:
- ディチンの結合は,COFの合成と材料設計のための新しい戦略を提供します.
- チアントレンベースのCOFは,Li-S電池のための高度なカトド材料の開発に有望である.
- この研究は,高性能電極材料を設計するための分子レベルの理解を提供します.
さらに関連する動画
07:20Screening of Coatings for an All-Solid-State Battery Using In Situ Transmission Electron Microscopy
Published on: January 20, 2023
2.7K
06:53Author Spotlight: Magnetometric Characterization of Intermediates in the Solid-State Electrochemistry of Redox-Active Metal-Organic Frameworks
Published on: June 9, 2023
2.1K
関連する概念動画
Preparation and Reactions of Sulfides
5.2K
Sulfides are the sulfur analog of ethers, just as thiols are the sulfur analog of alcohol. Like ethers, sulfides also consist of two hydrocarbon groups bonded to the central sulfur atom. Depending upon the type of groups present, sulfides can be symmetrical or asymmetrical. Symmetrical sulfides can be prepared via an SN2 reaction between 2 equivalents of an alkyl halide and one equivalent of sodium sulfide.
5.2K
Formation of Complex Ions
24.0K
A type of Lewis acid-base chemistry involves the formation of a complex ion (or a coordination complex) comprising a central atom, typically a transition metal cation, surrounded by ions or molecules called ligands. These ligands can be neutral molecules like H2O or NH3, or ions such as CN− or OH−. Often, the ligands act as Lewis bases, donating a pair of electrons to the central atom. These types of Lewis acid-base reactions are examples of a broad subdiscipline called coordination...
24.0K
Structure and Nomenclature of Thiols and Sulfides
5.1K
Thiols and sulfides are sulfur analogs of alcohols and ethers, respectively, where the sulfur atom takes the place of the oxygen atom. Thus, thiols are generally represented as RSH, where R is an alkyl substituent and —SH is the functional group. On the other hand, in sulfides, the central sulfur atom is bonded to two hydrocarbon groups on either side. Depending upon the type of group, sulfides can be either symmetrical or asymmetrical. Both thiols and sulfides display a bent geometry,...
5.1K
